JP2011153721A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時のエネルギー消費量を抑制して環境負荷を低減し、且つ断熱性能の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】外箱（２１）と内箱（２２）との間に発泡系断熱材と真空断熱材（５０）とを備えた冷蔵庫において、真空断熱材（５０）は、有機繊維を含む芯材（５１）と、芯材（５１）を覆い内部を減圧して封止したガスバリヤ性を有する外被材（５３）と、を有し、外被材（５３）の表面を覆う断熱部材（７２）を備え、真空断熱材（５０）は断熱部材（７２）を介して外箱（２１）及び内箱（２２）から離れた状態で配置されることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、冷蔵庫に関するものである。

近年の電気製品、特に冷熱関連の家電製品においては、消費電力量低減及びＣＯ₂排出抑制の観点から、真空断熱材を採用して断熱性能を強化したものが主流になっている。また、各種原材料から製品の製造工程に至るまでのあらゆるエネルギー消費量を抑制するため、原材料についてはリサイクル化の推進，製造工程においては燃料代や電気代の抑制等、省エネルギー化が推進されている。

市場に流通している省エネルギー製品に採用されている真空断熱材の従来例としては、特許文献１（特開２００５−２２０９５４号公報）に開示されたものがある。この真空断熱材は、ガラス繊維であるグラスウールを芯材とし、ガスバリヤ性の外被材で覆って、内部を減圧状態としたものである。芯材であるグラスウールは一定の厚みになるように、ガラス繊維が熱変形し始める高温で加圧プレスを実施して成形するものであり、適用例としては、冷蔵庫等ウレタン発泡断熱材と共に使用される例が示されている。

また、リサイクル性を考慮した真空断熱材の従来例として、特許文献２（特開２００６−２９５０５号公報）に開示されたものがある。この真空断熱材は繊維太さ１〜６デニールのポリエステル繊維を５０重量％以上含有するシート状繊維集合体を芯材としたものである。

また、特許文献３（特開２００６−５７２１３号公報）に示される真空断熱材は、融点の異なる２種類のポリエステル繊維を含む繊維集合体をシート状に加工してなる芯材を用いたものである。

特開２００５−２２０９５４号公報 特開２００６−２９５０５号公報 特開２００６−５７２１３号公報

しかしながら、特許文献１〜３の真空断熱材は次のような課題を有している。

特許文献１の真空断熱材については、グラスウールを芯材としているため、ウレタン発泡時の反応熱温度に耐えられることは勿論、断熱性能も良好で機器の省エネルギーの一助となっている。しかし、真空断熱材の製造工程においては、ガラスを溶融して繊維化して得られるグラスウールの製造工程をはじめ、高温でプレス加工することで得られる芯材の製造工程において、熱エネルギーの消費量が膨大となるため、コストパフォーマンス及び環境配慮性に課題がある。

特許文献２の真空断熱材については、芯材製造時のエネルギー消費量の面では環境配慮性が高い。しかし、ニードルパンチ法によってシート状加工を施しているため、ポリエステル繊維が部分的に束ねられることにより固体の熱伝導がしやすくなり、断熱性能面では特許文献１等のグラスウールを芯材とした真空断熱材に対して大幅に劣る、という課題がある。

特許文献３の真空断熱材については、低融点繊維がバインダーの役割を担うため、シート状に加工しやすい。しかし、低融点繊維が潰れて繊維同士の接触が大きくなり熱伝導しやすく、断熱性能面で特許文献１等のグラスウールを芯材とした真空断熱材に対して大幅に劣る、という課題がある。

加えて、従来の樹脂繊維を芯材とした真空断熱材は、例えば冷蔵庫等のウレタン発泡時の温度上昇によって、芯材からガス（有機）成分が揮発して、真空断熱材内部の真空度を低下させ、断熱性能が悪化する、という課題があった。また、樹脂の種類によっては熱による収縮や変形が起こる可能性があった。

以上より、これまでの真空断熱材は製造時のエネルギー消費量と断熱性能のバランスを欠くことが課題となっていた。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明は、製造時のエネルギー消費量を抑制して環境負荷を低減し、且つ断熱性能の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、外箱と内箱との間に発泡系断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、前記真空断熱材は、有機繊維を含む芯材と、該芯材を覆い内部を減圧して封止したガスバリヤ性を有する外被材と、を有し、前記外被材の表面を覆う断熱部材を備え、前記真空断熱材は前記断熱部材を介して前記外箱及び前記内箱から離れた状態で配置されることを特徴とする。

また、前記芯材はポリスチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレンの少なくともいずれかを含む繊維集合体であり、前記断熱部材は前記芯材の耐熱温度よりも低い温度で固形状態となることを特徴とする。

また、前記断熱部材は軟質ウレタンフォーム又はポリエチレンフォームであり、且つ前記真空断熱材と接する面及び前記外箱又は前記内箱と接する面に接着層を有することを特徴とする。

また、前記断熱部材は前記外箱又は前記内箱と接する面に設けられた接着層と、該接着層と反対側の面に設けられた熱拡散層と、を備えたことを特徴とする。

また、前記断熱部材は有機繊維，無機繊維，発泡樹脂，天然素材のいずれかであり、前記接着層は合成樹脂フィルムであり、前記熱拡散層は金属箔，金属薄板，金属層を含む樹脂ラミネートフィルムのいずれかであることを特徴とする。

また、前記外被材はガスバリヤ性を有する多層ラミネートフィルムであり、前記芯材と前記外被材との間に位置する熱溶着可能な合成樹脂フィルムの内袋と、反応型又は物理型の吸着剤と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、製造時のエネルギー消費量を抑制して環境負荷を低減し、且つ断熱性能の高い冷蔵庫を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る冷蔵庫の外観を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。 図２のＸ−Ｘ線断面図である。 図１のＺ−Ｚ線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。 比較例１及び比較例２に係る冷蔵庫の正面断面図である。

本発明の実施形態に係る真空断熱材を備えた冷蔵庫について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。本発明の第１の実施形態については図１〜図５を用いて、第２，第３の実施形態についてはそれぞれ図６Ａ，Ｂ及び図７Ａ，Ｂを用いて説明する。なお、図８は比較例を示す図である。

「第１の実施形態」
本発明の第１の実施形態に係る真空断熱材を備えた冷蔵庫について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る冷蔵庫の外観を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３Ａ，Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る複合断熱材の断面図である。図４は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。図５は、図１のＺ−Ｚ線断面図である。

図１に示す本実施形態を備えた冷蔵庫１は、図２に示すように、上から冷蔵室２，製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂ，下段冷凍室４，野菜室５を有している。なお、以下の説明中、製氷室３ａ，上段冷凍室３ｂ及び下段冷凍室４を、総称して冷凍温度帯室３という場合がある。

図１において、各貯蔵室は前面開口を有し、この前面開口を閉塞する扉がそれぞれ設けられている。冷蔵室２には、ヒンジ１０等を中心に回動する冷蔵室扉６ａ，６ｂが設けられている。冷蔵室扉６ａ，６ｂ以外は引き出し式の扉であり、製氷室扉７ａ，上段冷凍室扉７ｂ，下段冷凍室扉８，野菜室扉９を配置している。これらの引き出し式扉を引き出すと、各貯蔵室に設けた貯蔵容器が共に引き出される。また、冷蔵庫本体と密着して前面開口を密閉するためのパッキン１１が、各扉の室内側外周縁に取り付けられている。

また、冷蔵室２と製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂとの間を区画断熱するために、断熱仕切り１２を配置している。この断熱仕切り１２は、厚さ３０〜５０mm程度の断熱壁で、スチロフォーム，発泡断熱材（発泡ウレタン），真空断熱材等で構成されており、それぞれを単独使用又は複数の断熱材を組み合わせて設けられている。製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂと下段冷凍室４の間は、温度帯が同じであるため、区画断熱する仕切り断熱壁ではなく、パッキン１１受面を形成した仕切り部材１３を設けている。下段冷凍室４と野菜室５の間には、区画断熱するための断熱仕切り１４を設けており、断熱仕切り１２と同様に３０〜５０mm程度の断熱壁で、同様にスチロフォーム、或いは発泡断熱材（発泡ウレタン），真空断熱材等で構成されている。すなわち、冷蔵，冷凍等の貯蔵温度帯の異なる部屋の仕切りには仕切断熱壁を設置している。

なお、箱体２０内には上から冷蔵室２，製氷室３ａ及び上段冷凍室３ｂ，下段冷凍室４，野菜室５の貯蔵室をそれぞれ区画形成しているが、各貯蔵室の配置については特にこれに限定するものではない。また、冷蔵室扉６ａ，６ｂ，製氷室扉７ａ，上段冷凍室扉７ｂ，下段冷凍室扉８，野菜室扉９に関しても回転による開閉、引き出しによる開閉及び扉の分割数等について、特に限定するものではない。

次に、箱体２０は、外箱２１と内箱２２とを備える。外箱２１と内箱２２とによって形成される空間には、断熱部を設けて箱体２０内の各貯蔵室と外部とを断熱している。この外箱２１と内箱２２の間に真空断熱材５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを配置し、真空断熱材５０以外の空間には、発泡ウレタンの断熱材２３を充填する。真空断熱材５０については図３で詳述するが、断熱部材７２で覆われた複合断熱材７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄとして設置される。

また、冷蔵庫１の冷蔵室２，冷凍温度帯室３，野菜室５等の各室を所定の温度に冷却するために、冷凍温度帯室３の背側には冷却器２８が備えられている。冷却器２８，圧縮機３０，凝縮機３１、及び図示しないキャピラリーチューブを接続し、冷凍サイクルを構成している。冷却器２８の上方には、この冷却器２８にて冷却された冷気を冷蔵庫１内に循環して所定の低温温度を保持する送風機２７が配設されている。また、冷蔵庫１の冷蔵室２と冷凍温度帯室３、冷凍温度帯室３と野菜室５とを夫々区画する断熱材として、断熱仕切り１２，１４を夫々配置する。断熱仕切り１２，１４は、発泡ポリスチレン３３と、その内部に真空断熱材５０ｅが配置される構成である。この断熱仕切り１２，１４については、所望の断熱性能を発揮するものであれば、発泡ウレタンの断熱材２３を充填しても良く、特に発泡ポリスチレン３３と真空断熱材５０ｅに限定するものではない。

また、箱体２０の天面後方部には冷蔵庫１の運転を制御するための基板や電源基板等の電気部品４１を収納するための凹部４０が形成されている。さらに凹部４０の上方は、電気部品４１を覆うカバー４２が設けられている。カバー４２の高さは外観意匠性と内容積効率を考慮して、外箱２１の天板２１ａとほぼ同じ高さになるように配置している。特に限定するものではないが、カバー４２の高さが外箱２１の天板２１ａよりも突き出る場合は、１０mm以内の範囲に収めることが望ましい。

これに伴って、凹部４０は発泡ウレタンの断熱材２３側に電気部品４１を収納する空間だけ窪んだ状態で配置されるので、断熱厚さを確保するためには内容積が犠牲になってしまう。このため、凹部４０の発泡ウレタンの断熱材２３の中に真空断熱材５０ａを配置して断熱性能を確保し薄肉化を図っている。本実施形態では、真空断熱材５０ａを略Ｚ形状に成形した１枚の真空断熱材５０ａとしている。尚、カバー４２は耐熱性を考慮して鋼板製としている。

また、箱体２０の背面下部に配置された圧縮機３０や凝縮機３１は発熱の大きい部品である。そのため、庫内への熱侵入を防止するため、内箱２２側への投影面に真空断熱材５０ｄを配置している。真空断熱材５０ｄについては後述する断熱部材７２で覆われた複合断熱材７０の形態となっている。

次に、真空断熱材５０について、図３Ａ，Ｂを用いてその構成を説明する。真空断熱材５０は、芯材５１と該芯材５１を圧縮状態に保持するための内包材５２、前記内包材５２で圧縮状態に保持した芯材５１を被覆するガスバリヤ層を有する外被材５３、及び吸着剤５４とを有する構成である。外被材５３は真空断熱材５０の両面に配置され、同じ大きさのラミネートフィルムの稜線から一定の幅の部分を熱溶着により貼り合わせた袋状で構成されている。本実施形態においては、真空断熱材５０を予め断熱部材７２で覆った状態の複合断熱材７０とした。断熱部材７２の表面の一部或いは全体には、金属や樹脂等の材料からなるシート材７４を配置している。ここで、断熱部材７２は、発泡ウレタン，スチロフォーム，ポリエチレンフォーム等であるが、特にこれらに限定するものではない。

また、シート材７４は、アルミニウム，ステンレス，鉄等からなる箔や薄板、及び、ポリプロピレン，ポリアミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレン等の樹脂フィルムや樹脂の薄板で、無機系，金属系の蒸着層を設けてもよく、金属箔等と組み合わせた複数層のラミネートフィルムとしてもよい。

シート材７４の表面（両面）は、接着剤や発泡ウレタンとの密着性がよいものである。具体的には、シート材７４の表面張力が３５（ｍＮ／ｍ）以上であることが好ましい。表面張力を３５（ｍＮ／ｍ）以上にするためには、材料的にはポリエチレンテレフタレート、ポリアミド（ナイロン）等がこの範囲内にある。アルミ箔やステンレス箔等の金属系のものは更に表面張力の値が大きい。また、表面張力が比較的小さい材料であるポリピロピレンやポリエチレン等であっても、表面処理を施すことで表面張力を大きくできる。表面張力を高める方法としては、コロナ放電法，微細な凹凸を付与するサンドブラスト処理法，高温処理するフレーム処理法，表面を酸化処理するオゾン処理法，溶剤処理法，薬品処理法，電子線照射処理法等があるが、特にこれらの方法に限定するものではない。本実施形態においてはコロナ処理法を用いた。

複合断熱材７０においては、図３Ａに示すように、真空断熱材５０における外被材５３の端部を芯材５１側に折り曲げる場合と、図３Ｂに示すように折り曲げない場合があるが、本実施形態では特に限定するものではない。なお、断熱部材７２が発泡ウレタン等の断熱材の場合、流動の阻害をしないように外被材５３の端部を折り曲げることが有効であり、また、外被材５３の端部を短くして折り曲げないことにより、外被材５３のヒートブリッジ影響を小さくすることができる。すなわち、用途に応じて折り曲げ有無を選択することができる。

なお、本実施形態において、芯材５１についてはポリスチレン樹脂を、メルトブローン方式で平均１０μｍになるように繊維化したものを用いた。特にここではポリスチレン樹脂に限定するものではなく、ポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレン等をメルトブローン法やスパンボンド法等で１〜３０μｍ程度の繊維径になるように繊維化してもよい。なお、繊維化方法について特にこれらに限定するものではない。また、芯材５１については、無機系繊維材料の積層体と組み合わせて使用する場合であってもよい。

外被材５３のラミネート構成については、ガスバリヤ性を有し、熱溶着可能であれば特に限定するものではないが、本実施形態においては、表面保護層，第１ガスバリヤ層，第２ガスバリヤ層，熱溶着層の４層構成からなるラミネートフィルムとし、表面層は保護材の役割を持つ樹脂フィルムとし、第１ガスバリヤ層は樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第２ガスバリヤ層は酸素バリヤ性の高い樹脂フィルムに金属蒸着層を設け、第１ガスバリヤ層と第２ガスバリヤ層は金属蒸着層同士が向かい合うように貼り合わせている。熱溶着層については表面層と同様に吸湿性の低いフィルムを用いた。

具体的には、表面層を二軸延伸タイプのポリプロピレン，ポリアミド，ポリエチレンテレフタレート等の各フィルム、第１ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付きの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、第２ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付きの二軸延伸エチレンビニルアルコール共重合体樹脂フィルム又はアルミニウム蒸着付きの二軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルム、或いはアルミ箔とし、熱溶着層を未延伸タイプのポリエチレン，ポリプロピレン等の各フィルムとした。この４層構成のラミネートフィルムの層構成や材料については特にこれらに限定するものではない。例えば第１ガスバリヤ層や第２ガスバリヤ層として、金属箔、或いは樹脂系のフィルムに無機層状化合物，ポリアクリル酸等の樹脂系ガスバリヤコート材，ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等によるガスバリヤ膜を設けたものや、熱溶着層には例えば酸素バリヤ性の高いポリブチレンテレフタレートフィルム等を用いても良い。

表面層については第１ガスバリヤ層の保護材であるが、真空断熱材の製造工程における真空排気効率を良くするためにも、好ましくは吸湿性の低い樹脂を配置するのが良い。尚、発泡系断熱材７２等との接着或いは密着性が良好であることが望まれる。また、通常、第２ガスバリヤ層に使用する金属箔以外の樹脂系フィルムは、吸湿することによってガスバリヤ性が著しく悪化してしまうため、熱溶着層についても吸湿性の低い樹脂を配置することで、ガスバリヤ性の悪化を抑制すると共に、ラミネートフィルム全体の吸湿量を抑制するものである。これにより、先に述べた真空断熱材５０の真空排気工程においても、外被材５３が持ち込む水分量を小さくできるため、真空排気効率が大幅に向上し、断熱性能の高性能化につながっている。尚、各フィルムのラミネート（貼り合せ）は、二液硬化型ウレタン接着剤を介してドライラミネート法によって貼り合わせるのが一般的であるが、接着剤の種類や貼り合わせ方法には特にこれに限定するものではなく、ウェットラミネート法，サーマルラミネート法等の他の方法によるものでもよい。

外被材５３についても、発泡ウレタンや接着剤等との接着性、密着性を良好にするため、表面層の表面張力を３５（ｍＮ／ｍ）以上とすることが好ましい。

また、内包材５２については本実施形態では熱溶着可能なポリエチレンフィルム、吸着剤５４については物理吸着タイプの合成ゼオライトを用いたが、いずれもこれらの材料に限定するものではない。内包材５２についてはポリプロピレンフィルム，ポリエチレンテレフタレートフィルム，ポリブチレンテレフタレートフィルム等、吸湿性が低く熱溶着でき、アウトガスが少ないものであれば良く、吸着剤５４については水分やガスを吸着するもので、物理吸着，化学反応型吸着のどちらでも良い。内包材５２については使用しなくても良い場合もある。

次に、第１の実施形態に係る冷蔵庫について、図４及び図５を用いて説明する。第１の実施形態に係る冷蔵庫１は、箱体２０に使用する真空断熱材５０のうち、外箱２１の側面２１ｃ，２１ｃには真空断熱材５０ｃ，５０ｃを有する複合断熱材７０ｃ，７０ｃが設置される。天面及び背面は、それぞれ外箱２１の天板２１ａ及び後板２１ｂに真空断熱材５０ａ，５０ｂを有する複合断熱材７０ａ，７０ｂが配置される。また、底面は内箱２２内面に真空断熱材５０ｄを有する複合断熱材７０ｄが配置される。

断熱仕切り１２，１４については、図２にそれぞれ真空断熱材５０ｅ，５０ｅを図示しているが、図４に示すように、真空断熱材５０ｅ，５０ｅを用いなくてもよい。

また、本実施形態に用いた真空断熱材５０，５０ａ〜５０ｅについては、外被材５３のラミネート構成として、表面層を二軸延伸ポリプロピレンフィルム、第１ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付き二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、第２ガスバリヤ層をアルミニウム蒸着付き二軸延伸エチレンビニルアルコール共重合体樹脂フィルム、熱溶着層を未延伸タイプの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとした。芯材５１については、有機系繊維材料である平均繊維径１０μｍのポリスチレン繊維の集合体を用いた。その他の材料については上述した通りである。

次に、第１の実施形態に係る複合断熱材における外箱２１と内箱２２の間での配置について、図４と図５を参照しながら説明する。真空断熱材５０が薄厚方向（図３の図示例で紙面上下方向）からみて矩形形状である場合（正方形又は多角形形状でも構わない）、短辺と長辺の対からなる４辺の端部が外箱２１又は内箱２２から浮いていれば、当該端部を介したヒートブリッジの影響を避けることができる。すなわち、真空断熱材５０の４辺の端部が外箱２１又は内箱２２に接していると、当該端部を介した熱伝導の回り込み、いわゆるヒートブリッジが発生して断熱性能が低くなるので、真空断熱材５０を外箱２１と内箱２２の略中間位置に配置する必要がある。

そこで、図４，図５に示すように、複合断熱材７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄの接着面であるシート材７４の面に、図示しない合成ゴム系粘着タイプのホットメルト接着剤を塗布し、外箱２１の天板２１ａ，後板２１ｂ，側面２１ｃの内側面又は内箱２２ｄの外側面に接着する。このとき、全ての真空断熱材５０は断熱部材７２（図３Ａ，Ｂ参照）によって外箱２１から浮いた状態で配置される。そのため、ヒートブリッジ影響を抑制することができる。第１の実施形態においては、断熱部材７２として発泡ウレタンを用いた。また、発泡時の反応熱温度を、芯材５１の軟化温度よりも低い温度とするため、発泡ウレタンの厚みを約５mmとした。このときの発泡時の反応熱による温度は約６５℃であり、芯材５１の軟化点である７８℃を下回る。尚、断熱部材７２及びその厚みについては、これに限定するものではない。発泡ウレタンの厚みが厚いほど、ウレタンが発泡する際の反応熱温度が高くなるため、芯材５１の軟化点よりも温度が高くならないように設定する必要がある。

以上説明した真空断熱材５０を埋設した複合断熱材７０の冷蔵庫への組み込みによって、真空断熱材は外箱２１と内箱２２から離れた状態で設置されることとなり、真空断熱材によるヒートブリッジによる断熱性能の低下を回避することができ、複合断熱材７０が外箱２１或いは内箱２２のいずれかの側に接着固定されているため、発泡ウレタンの断熱材２３の流動空間を十分確保でき、ウレタンの流動を阻害することなく、未充填（ボイド）の発生を防止できる。なお、複合断熱材７０の組み込みが完了した後に、発泡ウレタンの断熱材２３を注入した結果、未充填部（ボイド）は確認されず、発泡ウレタンの断熱材２３が均一に充填されていることを確認した。

また、第１の実施形態に係る冷蔵庫の断熱性能を測定した結果、後述する比較例１（対比する基準となる構成例）を１００（指数）とした場合、９９（数値が小さい方が高断熱性能を表す）となった。後述の比較例１よりも真空断熱材の断熱性能では若干劣るにもかかわらず、真空断熱材５０ｅを発泡ウレタンの断熱材２３の略中間に配置することで、断熱性能が約１％改善することを確認した。また、発泡ウレタンの断熱材２３の発泡時の反応熱によって、芯材５１から有機系ガスの発生が懸念されたが、その後の冷蔵庫を解体して真空断熱材５０を取り出して熱伝導率を測定したところ、熱伝導率の値は初期値に対し、殆ど劣化していないことを確認した。これは断熱部材７２によって、真空断熱材５０にかかる熱影響が緩和されたものと考えられる。

「比較例１」
上述した第１の実施形態と対比すべき断熱性能に関する基準の比較例１について、図８を参照しながら説明する。図８は比較例１を示す図であり、冷蔵庫の正面切断図である。

比較例１に示す冷蔵庫は、真空断熱材１５０ａ，１５０ｃ，１５０ｄを、外箱１２１の内側１２１ａ，１２１ｃや内箱１２２の外側１２２ｄにホットメルト接着剤で直接貼り付けた構造とした。比較例１で用いた真空断熱材は、芯材を平均繊維径４μｍのバインダーを用いないグラスウールとした。

以上の仕様で発泡ウレタン１２３を充填した結果、真空断熱材と内箱１２２の間には、未充填部（ボイド）は確認されず、発泡ウレタン１２３が均一に充填されていることを確認した。比較例１の真空断熱材の熱伝導率は１.５（ｍＷ／ｍ・Ｋ）であり、冷蔵庫の断熱性能については、前述の通り１００（指数）である（これを基準値とする）。発泡後に解体して真空断熱材を取り出して熱伝導率を測定したところ、１.５（ｍＷ／ｍ・Ｋ）のままだった。尚、熱伝導率の測定は、英弘精機製の熱伝導率測定装置（ＨＣ−０７４）で行った。

「比較例２」
比較例２について、同様に図８を参照しながら説明する。比較例２に示す冷蔵庫は、真空断熱材の芯材として、ポリスチレンをメルトブローン法によって平均繊維径１０μｍに繊維化したものとした。その他は比較例１と同様である。

以上の仕様で発泡ウレタン１２３を充填した結果、真空断熱材と内箱１２２の間には未充填部（ボイド）は確認されず、発泡ウレタン１２３が均一に充填されていることを確認した。比較例２の真空断熱材の熱伝導率は２.０（ｍＷ／ｍ・Ｋ）であり、冷蔵庫の断熱性能については、１０２（指数）であった。発泡後に解体して真空断熱材を取り出して熱伝導率を測定したところ、２.８（ｍＷ／ｍ・Ｋ）に悪化していた。尚、熱伝導率の測定は、英弘精機製の熱伝導率測定装置（ＨＣ−０７４）で行った。

「第２の実施形態」
次に、第２の実施形態について図６Ａ，Ｂを参照しながら説明する。第２の実施形態は、断熱部材１７２ａ，１７２ｂを軟質ウレタンフォーム材とする複合断熱材１７０である。真空断熱材５０については、第１の実施形態と同様である。断熱部材１７２ａは、片面に粘着剤層１７３を有しており、粘着剤層１７３が真空断熱材５０側に貼り付けられる。冷蔵庫１において、外箱２１の内側或いは内箱２２の外側と複合断熱材１７０の貼り付けは、両面粘着剤層付きの断熱部材１７２ｂが配置されることでなされる。尚、断熱部材１７２ａ，１７２ｂは、軟質ウレタンフォーム以外にも、ポリエチレンフォーム等の発泡系の断熱性を有するものであればよく、特にこれらに限定するものではない。また、断熱部材１７２ｂの表面の一部或いは全体には、金属や樹脂等の材料からなるシート材１７４を配置している。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

以上の仕様で第１の実施形態と同様に発泡ウレタンの断熱材２３を注入した結果、未充填部（ボイド）は確認されず、発泡ウレタンの断熱材２３が均一に充填されていることを確認した。

第２の実施形態に係る冷蔵庫の断熱性能を測定した結果、比較例１を１００（指数）とした場合、１００となった。比較例１よりも真空断熱材の断熱性能が若干劣るにもかかわらず、真空断熱材５０を発泡ウレタンの断熱材２３の略中間に配置することで、断熱性能が改善することを確認した。また、発泡ウレタンの断熱材２３の発泡時の反応熱によって、芯材５１から有機系ガスの発生が懸念されたが、その後の冷蔵庫を解体して真空断熱材５０を取り出して熱伝導率を測定したところ、熱伝導率の値は初期値に対し、殆ど劣化していないことを確認した。これは断熱部材１７２ａ，１７２ｂによって、真空断熱材５０にかかる熱影響が緩和されたものである。

「第３の実施形態」
次に、第３の実施形態について図７Ａ，Ｂを参照しながら説明する。第３の実施形態では、発泡ウレタンの断熱材２３側となる面に熱拡散層２７１を配置した複合断熱材２７０とする。熱拡散層２７１は、厚さ５０μｍのアルミシートとし、断熱部材２７２によって一体化した。尚、熱拡散層２７１はアルミシートに限定するものではなく、アルミニウム，ステンレス，鉄等からなる箔や薄板等、熱伝導性が良好なものであればよい。その他については第１の実施形態と同様とした。

以上の仕様で第１の実施形態と同様に発泡ウレタンの断熱材２３を注入した結果、未充填部（ボイド）は確認されず、発泡ウレタンの断熱材２３が均一に充填されていることを確認した。

第３の実施形態に係る冷蔵庫の断熱性能を測定した結果、比較例１を１００（指数）とした場合、９９であり第１の実施形態と同様であったが、発泡後の冷蔵庫を解体して真空断熱材５０を取り出して熱伝導率を測定したところ、熱伝導率の値は初期値と同じ値を示した。これは発泡ウレタンの断熱材２３の発熱温度を複合断熱材２７０の表面に設けた熱伝導性の良好な熱拡散層２７１部分で、断熱方向に垂直方向に熱が拡散することで、真空断熱材５０にかかる温度が緩和されたことによるものと考えられる。

以上より、上記各実施形態によれば、樹脂繊維を芯材とした場合であっても、グラスウールのみを芯材とした真空断熱材とほぼ同等の断熱性能を実現でき、真空断熱材表面に設けた断熱部材によって一定の耐熱温度を確保できる。更に、真空断熱材の芯材に用いる樹脂材料として、新材の他、廃家電等から回収したリサイクル樹脂材等を使用できることから、リサイクル性の高い真空断熱材及びこれを用いた冷蔵庫を提供できるものである。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
３ 冷凍温度帯室
５ 野菜室
１２，１４ 断熱仕切り
１３ 仕切り部材
２０ 箱体
２１ 外箱
２１ａ 天板
２１ｂ 後板
２１ｃ 側面
２１ｄ 底板
２２ 内箱
２３ 断熱材
３３ 発泡ポリスチレン
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ 真空断熱材
５１ 芯材
５２ 内包材
５３ 外被材
５４ 吸着剤
７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，１７０，２７０ 複合断熱材
７２，１７２ａ，１７２ｂ，２７２ 断熱部材
７４，１７４ シート材
１７３ 粘着剤層
２７１ 熱拡散層

Claims (6)

1. 外箱と内箱との間に発泡系断熱材と真空断熱材とを備えた冷蔵庫において、
   前記真空断熱材は、有機繊維を含む芯材と、該芯材を覆い内部を減圧して封止したガスバリヤ性を有する外被材と、を有し、
   前記外被材の表面を覆う断熱部材を備え、前記真空断熱材は前記断熱部材を介して前記外箱及び前記内箱から離れた状態で配置されることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記芯材はポリスチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレンの少なくともいずれかを含む繊維集合体であり、前記断熱部材は前記芯材の耐熱温度よりも低い温度で固形状態となることを特徴とする、請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記断熱部材は軟質ウレタンフォーム又はポリエチレンフォームであり、且つ前記真空断熱材と接する面及び前記外箱又は前記内箱と接する面に接着層を有することを特徴とする、請求項１又は２記載の冷蔵庫。
4. 前記断熱部材は前記外箱又は前記内箱と接する面に設けられた接着層と、該接着層と反対側の面に設けられた熱拡散層と、を備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載の冷蔵庫。
5. 前記断熱部材は有機繊維，無機繊維，発泡樹脂，天然素材のいずれかであり、前記接着層は合成樹脂フィルムであり、前記熱拡散層は金属箔，金属薄板，金属層を含む樹脂ラミネートフィルムのいずれかであることを特徴とする、請求項４記載の冷蔵庫。
6. 前記外被材はガスバリヤ性を有する多層ラミネートフィルムであり、前記芯材と前記外被材との間に位置する熱溶着可能な合成樹脂フィルムの内袋と、反応型又は物理型の吸着剤と、を備えたことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。

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